ورقة بيانات LED SMD 17-21/Y2C أصفر لامع - الحجم 1.6x0.8x0.6 مم - الجهد 2.0 فولت - الطاقة 60 مللي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED من نوع جهاز السطح المُركب (SMD) والمعرّف بـ 17-21/Y2C-AN1P2/3T. إنه مصباح LED أحادي اللون أصفر لامع، مُصمم للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب حلول إشارة أو إضاءة خلفية مدمجة وفعالة وموثوقة. المنتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع معايير السلامة والبيئة الرئيسية بما في ذلك RoHS وEU REACH ومتطلبات الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تقدم عبوة LED SMD 17-21 مزايا كبيرة مقارنة بمكونات الإطار الرصاصي التقليدية. يسمح بصمتها المصغرة (1.6 مم × 0.8 مم) بكثافة تعبئة أعلى على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)، مما يؤدي إلى تقليل حجم اللوحة وفي النهاية تصغير حجم المعدات النهائية للمستخدم. تجعل طبيعة عبوة SMD الخفيفة الوزن منها مثالية للتطبيقات المحمولة والمصغرة. تشمل الأسواق المستهدفة الرئيسية: الإلكترونيات الاستهلاكية، ومعدات الاتصالات (للمؤشرات وإضاءة خلفية لوحة المفاتيح)، وإضاءة خلفية لوحة القيادة والمفاتيح في السيارات، وتطبيقات المؤشرات العامة حيث تكون المساحة والوزن قيودًا حرجة.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تحليلاً موضوعياً وتفصيلياً للخصائص الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية لمصباح LED.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بالتشغيل خارج هذه الحدود.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير. أقصى تيار مستمر للتشغيل الموثوق.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):60 مللي أمبير. يُسمح بهذا فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز).
• تبديد الطاقة (P_d):60 مللي واط. أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها عند درجة حرارة محيطية Ta=25°C.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM):2000 فولت. يشير هذا إلى مستوى متوسط من متانة ESD؛ لا تزال إجراءات التعامل السليم ضرورية.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل العادي.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +90°C.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):اللحام بالريفلو: 260°C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ. اللحام اليدوي: 350°C كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم القياس عند تيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير ودرجة حرارة محيطة (T_a) قدرها 25°C، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_v):28.5 مللي كانديلا (الحد الأدنى)، 72.0 مللي كانديلا (الحد الأقصى). لم يتم تحديد القيمة النموذجية، مما يشير إلى نطاق تصنيف واسع (انظر القسم 3). ينطبق تسامح ±11%.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):140 درجة (نموذجي). تجعل زاوية الرؤية الواسعة هذه مصباح LED مناسبًا للتطبيقات حيث تكون الرؤية من زوايا خارج المحور مهمة.
• الطول الموجي الذروة (λ_p):591 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي تكون فيه الانبعاثات الطيفية أقوى.
• الطول الموجي السائد (λ_d):585.5 نانومتر (الحد الأدنى)، 594.5 نانومتر (الحد الأقصى). هذا يُعرّف اللون المُدرك للضوء. ينطبق تسامح ±1 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):15 نانومتر (نموذجي). عرض الطيف المنبعث عند نصف أقصى شدة (FWHM).
• الجهد الأمامي (V_F):1.7 فولت (الحد الأدنى)، 2.0 فولت (نموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند I_F=20 مللي أمبير. هذه المعلمة حاسمة لحساب مقاومة تحديد التيار في تصميم الدائرة.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5 فولت. لم يتم تصميم الجهاز للعمل في انحياز عكسي؛ هذه المعلمة لأغراض اختبار التسرب فقط.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لإدارة الاختلافات في التصنيع، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات أداء. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات سطوع واتساق لون محدد لتطبيقهم.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تعريف الفئات بقيم الحد الأدنى والأقصى لشدة الإضاءة عند I_F=20 مللي أمبير.

• N1:28.5 مللي كانديلا إلى 36.0 مللي كانديلا
• N2:36.0 مللي كانديلا إلى 45.0 مللي كانديلا
• P1:45.0 مللي كانديلا إلى 57.0 مللي كانديلا
• P2:57.0 مللي كانديلا إلى 72.0 مللي كانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تعريف الفئات بقيم الحد الأدنى والأقصى للطول الموجي السائد عند I_F=20 مللي أمبير.

• D3:585.5 نانومتر إلى 588.5 نانومتر
• D4:588.5 نانومتر إلى 591.5 نانومتر
• D5:591.5 نانومتر إلى 594.5 نانومتر

يحدد الجمع بين رمز فئة الشدة (مثل P1) ورمز فئة الطول الموجي (مثل D4) أداء مصباح LED البصري الرئيسي بالكامل.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما لا يتم تفصيل رسوم بيانية محددة في النص المقدم، فإن منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية لمثل هذا المصباح LED ستشمل:

• منحنى I-V (التيار-الجهد):يوضح العلاقة الأسية بين الجهد الأمامي والتيار. سيكون للمنحنى جهد ركبة حول V_Fالنموذجي البالغ 2.0 فولت.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يظهر عادةً زيادة شبه خطية في الشدة مع التيار حتى الحد الأقصى للتصنيف، وبعدها قد تنخفض الكفاءة.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يظهر تخفيض ناتج الضوء مع زيادة درجة حرارة الوصلة. بالنسبة لمصابيح LED من نوع AlGaInP، ينخفض الناتج عمومًا مع ارتفاع درجة الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يوضح الشدة النسبية عبر الأطوال الموجية، مع ذروة عند ~591 نانومتر وعرض FWHM ~15 نانومتر، مما يؤكد اللون الأصفر اللامع.
• الجهد الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:يظهر عادةً معامل درجة حرارة سالب، حيث ينخفض V_Fقليلاً مع ارتفاع درجة الحرارة.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يأتي مصباح LED في عبوة SMD 17-21 قياسية. الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر، تسامح ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك) هي: الطول=1.6، العرض=0.8، الارتفاع=0.6. تتضمن العبوة علامة كاثود لتحديد القطبية أثناء التجميع. يتم توفير تخطيط الوسادة الدقيق (نمط اللحام) لضمان تكوين وصلة لحام سليمة واستقرار ميكانيكي على لوحة الدائرة المطبوعة.

5.2 تحديد القطبية

القطبية الصحيحة ضرورية للتشغيل. تتميز العبوة بعلامة كاثود مميزة. توفر ورقة البيانات رسمًا تخطيطيًا واضحًا يوضح موقع هذه العلامة بالنسبة للشريحة الداخلية والوسائد الخارجية. يجب على المصممين محاذاة هذا مع البصمة المقابلة على تخطيط لوحة الدائرة المطبوعة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

الالتزام بهذه الإرشادات أمر بالغ الأهمية للموثوقية ولمنع التلف أثناء عملية التصنيع.

6.1 ملف تعريف لحام الريفلو

يتم تحديد ملف تعريف لحام بالريفلو خالٍ من الرصاص:

• التسخين المسبق:150°C إلى 200°C لمدة 60-120 ثانية.
• الوقت فوق السائل (217°C):60-150 ثانية.
• درجة حرارة الذروة:260°C كحد أقصى، ولا يتم الاحتفاظ بها لأكثر من 10 ثوانٍ.
• معدل التسخين:6°C/ثانية كحد أقصى حتى 255°C.
• معدل التبريد:3°C/ثانية كحد أقصى.

يجب ألا يتم لحام الريفلو أكثر من مرتين.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا:

• استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف < 350°C.
• قم بتطبيق الحرارة على كل طرف لمدة < 3 ثوانٍ.
• استخدم مكواة بقدرة تصنيفية < 25 واط.
• اترك فاصلًا زمنيًا لا يقل عن 2 ثانية بين لحام كل طرف.
• تحلى بحذر شديد حيث أن اللحام اليدوي يحمل مخاطر أعلى للتلف الحراري.

6.3 التخزين والحساسية للرطوبة

يتم تعبئة المنتج في كيس مقاوم للرطوبة مع مجفف.

• لا تفتح الكيس حتى تكون جاهزًا للاستخدام.
• بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة عند ≤ 30°C و ≤ 60% رطوبة نسبية.
• "عمر الأرضية" بعد الفتح هو 168 ساعة (7 أيام).
• إذا تم تجاوز عمر الأرضية أو أشار المجفف إلى امتصاص الرطوبة، فإنه يلزم تجفيف في فرن عند 60 ± 5°C لمدة 24 ساعة قبل لحام الريفلو.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED في شريط حامل بعرض 8 مم على بكرات قطر 7 بوصات. تحتوي كل بكرة على 3000 قطعة. يتم توفير أبعاد مفصلة لجيوب الشريط الحامل والبكرة لضمان التوافق مع معدات الاختيار والوضع الآلية.

7.2 معلومات الملصق

يحتوي ملصق البكرة على معلومات حرجة للتتبع والتطبيق الصحيح:

• CPN:رقم منتج العميل.
• P/N:رقم منتج الشركة المصنعة (17-21/Y2C-AN1P2/3T).
• QTY:كمية التعبئة.
• CAT:رتبة شدة الإضاءة (مثل N1، P2).
• HUE:رتبة اللونية/الطول الموجي السائد (مثل D4، D5).
• REF:رتبة الجهد الأمامي.
• LOT No:رقم دفعة التصنيع للتتبع.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية:مثالي لأجهزة لوحة القيادة، والمفاتيح الغشائية، وإضاءة الرموز نظرًا لزاوية رؤيته الواسعة ولونه المتسق.
• الاتصالات:مؤشرات الحالة وإضاءة خلفية لوحة المفاتيح في الهواتف وأجهزة الفاكس ومعدات الشبكات.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:مؤشر الحالة العام، وأضواء التشغيل، والإضاءة الخلفية لعروض LCD الصغيرة في الأجهزة المحمولة المختلفة.
• التنبيه العام:أي تطبيق يتطلب إشارة بصرية صفراء لامعة مدمجة وموثوقة.

8.2 اعتبارات التصميم الحرجة

• تحديد التيار:مقاومة خارجية على التوالي هيإلزاميةلتحديد التيار الأمامي. نطاق V_Fلمصباح LED (1.7V-2.4V)، لذلك يجب حساب المقاومة لأسوأ حالة (الحد الأدنى لـ V_F) لمنع التيار الزائد والاحتراق. الصيغة هي R = (V_supply- V_F) / I_F.
• إدارة الحرارة:بينما تبديد الطاقة منخفض، فإن ضمان مسار حراري جيد من وسائد LED إلى لوحة الدائرة المطبوعة مهم للحفاظ على شدة الإضاءة وطول العمر، خاصة في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية.
• حماية ESD:نفذ احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل والتجميع. على الرغم من تصنيفها لـ 2000 فولت HBM، فقد تكون هناك حاجة إلى حماية إضافية للدائرة في البيئات الحساسة.
• التصميم البصري:ضع في اعتبارك زاوية الرؤية البالغة 140 درجة عند تصميم أدلة الضوء أو العدسات أو المشتتات لتحقيق نمط الإضاءة المطلوب.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بتقنيات LED ذات الثقب التقليدية الأقدم، يقدم هذا المصباح LED SMD:

• تقليل الحجم:بصمة وملف جانبي أصغر بكثير، مما يتيح التصغير.
• التوافق مع الأتمتة:مصمم للاختيار والوضع الآلي عالي السرعة ولحام الريفلو، مما يقلل تكاليف التجميع.
• موثوقية محسنة:غالبًا ما يقدم بناء SMD مقاومة أفضل للاهتزاز والدورات الحرارية.
• زاوية رؤية أوسع:زاوية الرؤية البالغة 140 درجة عادة ما تكون أفضل من العديد من مصابيح LED التقليدية ذات الحزم الأضيق.

ضمن فئة LED SMD، يوفر استخدام مادة شريحة AIGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) للانبعاث الأصفر عمومًا كفاءة أعلى واستقرارًا حراريًا أفضل مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل GaAsP.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س1: كيف أحسب قيمة مقاومة تحديد التيار؟

ج: استخدم الصيغة R = (V_supply- V_F) / I_F. لمصدر طاقة 5 فولت، باستخدامالحد الأدنى V_Fمن ورقة البيانات (1.7 فولت) وهدف I_Fبقدرة 20 مللي أمبير: R = (5 - 1.7) / 0.02 = 165 أوم. اختر القيمة القياسية الأقرب (مثل 160 أوم أو 180 أوم) وتحقق من تصنيف الطاقة.

س2: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED بدون مقاومة إذا كان جهد مصدر الطاقة يتطابق مع V_Fالنموذجي (2.0 فولت)؟

ج:No.نطاق V_F(1.7V-2.4V). مصدر طاقة بقدرة 2.0 فولت يمكن أن يزيد من تشغيل مصابيح LED ذات V_Fفعلي أقل. علاوة على ذلك، V_Fينخفض مع درجة الحرارة، مما يخلق خطر الانحراف الحراري. استخدم دائمًا مقاومة على التوالي.

س3: ماذا تعني مواصفة اللون "أصفر لامع"؟

ج: تشير إلى الدرجة المحددة من اللون الأصفر التي تنتجها شريحة AIGaInP، وتتميز بطول موجي سائد في نطاق 585-595 نانومتر. إنه لون أصفر مشبع وحيوي.

س4: لماذا هناك حد زمني 7 أيام بعد فتح الكيس المقاوم للرطوبة؟

ج: يمكن لعبوات SMD امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء لحام الريفلو، يمكن أن تتمدد هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة ("تأثر الفشار")، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو تشققًا. يحدد عمر الأرضية البالغ 7 أيام وتعليمات التجفيف هذه المخاطر.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة لجهاز طبي محمول.

المتطلبات:مصابيح LED متعددة للحالة (الطاقة، بطارية منخفضة، خطأ)، مساحة لوحة محدودة للغاية، يجب أن تتحمل التنظيف العرضي، سطوع ولون متسق عبر جميع الوحدات.

التنفيذ باستخدام مصباح LED 17-21/Y2C:

1. اختيار المكونات:حدد مصابيح LED من فئة شدة واحدة (مثل P1) وفئة طول موجي واحدة (مثل D4) لضمان الاتساق البصري.
2. تخطيط لوحة الدائرة المطبوعة:استفد من البصمة الصغيرة 1.6x0.8 مم لوضع 3-4 مصابيح LED في صف داخل مساحة صغيرة جدًا. اتبع نمط اللحام الموصى به للحصول على لحام موثوق.
3. تصميم الدائرة:استخدم خط طاقة مشترك 3.3 فولت. احسب المقاومة لكل مصباح LED: R = (3.3 - 1.7) / 0.02 = 80 أوم (استخدم 82 أوم). تحقق من طاقة المقاومة: P = I²R = (0.02)²*82 = 0.033 واط، لذا فإن مقاومة بحجم 0603 أو 0402 كافية.
4. عملية التجميع:احتفظ بالبكرات مغلقة حتى يكون خط الإنتاج جاهزًا. اتبع ملف تعريف الريفلو الدقيق. قم بإجراء فحص بصري بعد اللحام.
5. النتيجة:لوحة مؤشر مدمجة وموثوقة بإشارات صفراء لامعة موحدة تلبي متطلبات المساحة والموثوقية والجماليات.

12. مبدأ التشغيل

هذا المصباح LED هو جهاز فوتوني شبه موصل. جوهره هو شريحة مصنوعة من مواد AIGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد الوصلة للدايود (V_F)، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات. تتحد حاملات الشحنة هذه، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات AIGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر اللامع (~591 نانومتر). يقوم مغلف راتنج الإيبوكسي بحماية الشريحة، ويعمل كعدسة لتشكيل ناتج الضوء (تحقيق زاوية الرؤية 140 درجة)، وقد يحتوي على فوسفور أو أصباغ، على الرغم من أنه بالنسبة للأصفر اللامع الشفاف، فإنه عادةً ما يكون غير معدل.

13. اتجاهات الصناعة والسياق

يمثل مصباح LED SMD 17-21 معيار عبوة ناضج ومعتمد على نطاق واسع في صناعة الإلكترونيات. تشمل الاتجاهات الحالية المؤثرة على هذا القطاع من المنتجات:

• زيادة التصغير:بينما يظل 17-21 (1608 متري) شائعًا، هناك دفعة مستمرة نحو عبوات أصغر مثل 15-21 (1508) و10-20 (1005) للأجهزة فائقة الصغر.
• كفاءة أعلى:تهدف التحسينات المستمرة في النمو الطبقي وتصميم الشريحة إلى تقديم شدة إضاءة أعلى (مللي كانديلا) عند نفس تيارات التشغيل أو أقل، مما يحسن كفاءة الطاقة الإجمالية للنظام.
• اتساق لوني محسن:تقلص مواصفات التصنيف المتقدمة وضوابط التصنيع المتقدمة من التباين داخل وعبر دفعات الإنتاج، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا موحدًا.
• توسيع الامتثال البيئي:بعد RoHS وREACH، هناك اهتمام متزايد بالإعلانات الكاملة للمواد وتقليل استخدام المواد الأخرى المثيرة للقلق في جميع أنحاء سلسلة التوريد.
• التكامل:لوحظ اتجاه نحو دمج رقائق LED متعددة (RGB، أو أحادية اللون متعددة) في عبوة واحدة، أو دمج LED مع دوائر IC للسائق، للحصول على حلول إضاءة وإشارة أكثر تقدمًا، على الرغم من أن مصابيح LED المنفصلة البسيطة مثل هذا تظل أساسية لوظائف المؤشر الأساسية.

يتم وضع هذا المصباح LED، بعبوته القياسية وتقنية AIGaInP المجربة وامتلاكه الشامل، بشكل جيد ضمن هذه الاتجاهات كمكون موثوق وعام.